减振型无砟轨道合理刚度的动力学分析

论文摘要

随着铁路客运专线的修建和城市轨道交通的快速发展,无砟轨道以稳定性高、刚度均匀、耐久性好、维修工作量少成为铁路轨道结构的发展方向。许多国家都投入了大量的人力和财力,对无砟轨道结构开展了长期、系统的研究工作,并已开发出了上百种无砟轨道结构。但无砟轨道引起的环境振动和噪声问题更加突出,甚至严重影响了人们的工作和生活,已引起相关部门的高度关注。为此,减振型无砟轨道结构因为其良好的降噪减振性能被越来越多的国家和地区采用,但结构类型众多、参数不一,如何从动力学角度释明或确定减振型无砟轨道的刚度合理匹配关系及其减振性能,具有重要的理论意义和工程应用价值。首先,论文从减振降噪的角度,本文分析了轨道系统的减振机理,并结合等效三自由度模型实例分析了力、加速度、位移作为轨道动力学性能评价指标之间的关系,分析表明采用力作为轨道动力学性能评价指标与加速度、位移作为轨道动力学性能评价指标对轨道减振效果的评价具有很好的一致性,为减振型无砟轨道合理刚度的动力学分析提供了理论依据。其次,本文以减振型板式轨道、无砟梯子形轨道、浮置板式无砟轨道、弹性支承块式无砟轨道、弹性长枕埋入式无砟轨道和四种减振扣件为研究对象,应用有限元分析软件ANSYS,依据实际轨道结构参数建立了各种轨道结构的动力学模型,研究分析了冲击荷载作用下各种减振型轨道的动力学特性,确定了无砟轨道部件刚度的合理匹配关系。最后,在轨道刚度的合理取值范围内,对比分析了各种减振型无砟轨道、减振扣件的减振性能。结果表明钢弹簧式浮置板无砟轨道的减振效果最好,其余依次是无砟梯子形无砟轨道、弹性支承块式无砟轨道、弹性长枕埋入式无砟轨道、减振型板式无砟轨道和减振型扣件。本论文的相关研究结果对实际工程中减振型无砟轨道的选型以及合理刚度设计具有参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 无砟轨道技术发展现状
• 1.1.1 无砟轨道的技术特点
• 1.1.2 国外无砟轨道的发展现状
• 1.1.3 国内无砟轨道的发展现状
• 1.2 减振型无砟轨道和减振扣件的主要类型
• 1.2.1 减振型无砟轨道的主要类型
• 1.2.2 减振型扣件的主要类型
• 1.2.3 减振型无砟轨道合理刚度的研究意义
• 1.3 本文研究的主要内容及方法
• 1.3.1 本文研究的主要内容
• 1.3.2 本文研究的方法
• 第2章 轨道减振机理及性能评价指标
• 2.1 减振机理
• 2.2 隔振的分类
• 2.3 振动的传递
• 2.4 减振机理实例分析
• 2.5 轨道动力学性能评价指标
• 第3章 减振型板式无砟轨道合理刚度动力学分析
• 3.1 减振型板式无砟轨道参数及结构组成
• 3.2 减振型板式轨道有限元模型
• 3.3 轨道结构弹性层采用弹簧阻尼单元和实体单元之比较
• 3.3.1 弹簧阻尼单元模型
• 3.3.2 实体单元模型
• 3.3.3 两种模型计算结果比较
• 3.4 减振型板式无砟轨道合理刚度动力学分析
• 3.4.1 桥隧区段动力学分析
• 3.4.2 路基区段动力学分析
• 3.5 减振型板式轨道合理刚度范围
• 第4章 无砟梯子形轨道合理刚度动力学分析
• 4.1 无砟梯子形轨道参数选取及方案设计
• 4.2 无砟梯子形轨道有限元模型
• 4.3 无砟梯子形轨道合理刚度动力学分析
• 4.3.1 桥隧区段动力学分析
• 4.3.2 路基区段动力学分析
• 4.4 无砟梯子形轨道合理刚度范围
• 第5章 钢弹簧式浮置板无砟轨道合理刚度动力学分析
• 5.1 钢弹簧式浮置板无砟轨道参数选取
• 5.2 钢弹簧式浮置板无砟轨道有限元模型
• 5.3 钢弹簧式浮置板无砟轨道合理刚度动力学分析
• 5.4 钢弹簧式浮置板无砟轨道合理刚度范围
• 第6章 弹性支承块式无砟轨道合理刚度动力学分析
• 6.1 弹性支承块式无砟轨道参数选取及方案设计
• 6.2 弹性支承块式无砟轨道有限元模型
• 6.3 弹性支承块式无砟轨道合理刚度动力学分析
• 6.3.1 方案一的动力学分析
• 6.3.2 方案二的动力学分析
• 6.3.3 方案三的动力学分析
• 6.4 弹性支承块式无砟轨道合理刚度范围
• 第7章 弹性长枕埋入式无砟轨道合理刚度动力学分析
• 7.1 弹性长枕埋入式无砟轨道参数选取及方案设计
• 7.2 弹性长枕埋入式无砟轨道有限元模型
• 7.3 弹性长枕埋入式无砟轨道合理刚度动力学分析
• 7.3.1 方案一的动力学分析
• 7.3.2 方案二的动力学分析
• 7.3.3 方案三的动力学分析
• 7.3.4 方案四的动力学分析
• 7.4 弹性长枕埋入式无砟轨道合理刚度范围
• 第8章 减振型扣件无砟轨道合理刚度动力学分析
• 8.1 减振扣件无砟轨道计算参数及方案设计
• 8.2 减振型扣件无砟轨道有限元模型
• 8.3 减振扣件无砟轨道动力学分析
• 8.3.1 桥隧区段动力学分析
• 8.3.2 路基区段动力学分析
• 8.4 减振扣件动力学结果分析
• 第9章 减振型无砟轨道和减振扣件的对比分析
• 9.1 振动加速度等级
• 9.2 减振性能比较分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果